2023 Fiscal Year Research-status Report

スキル運動が糖尿病性皮質脊髄路障害に起因する運動障害を改善する機序の解明

Research Project

Project/Area Number	22K11427
Research Institution	Kyorin University
Principal Investigator	村松憲杏林大学, 保健学部, 准教授 (00531485)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	新見直子公益財団法人東京都医学総合研究所, 疾患制御研究分野, 研究員 (90405043) 玉木徹名古屋女子大学, 医療科学部, 講師 (30712814) 丹羽正利杏林大学, 保健学部, 教授 (90274985)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2026-03-31
Keywords	糖尿病 / 皮質脊髄路 / 赤核脊髄路
Outline of Annual Research Achievements	我々は過去に長期生存させた1型糖尿病モデルラットの腰仙髄に投射する皮質脊髄路線維が損傷し、後肢領域の運動野面積が減少することを報告したが、これに関連して生じる運動障害を改善するために効果的なリハビリテーションは不明であった。しかし、昨年度までに実行した研究でスキル運動を行うことによって糖尿病モデルラットの運動機能の回復と後肢運動野面積の回復が認められること、また、その背景には脊髄側索背部に位置する運動性下行路が損傷した皮質脊髄路の迂回路として機能することが関与することを明らかにしてきた。この迂回路の正体は不明であったが、電気生理学的・免疫組織学的解析結果から赤核脊髄路が第一候補であることまでは判明していた。そこで、1型糖尿病モデルラットの赤核にタングステン微小電極を刺入し、赤核脊髄路を刺激することによって後肢に生じる誘発筋電図の大きさを比較したところ、スキル運動を行なったラットにおいてのみ赤核と後肢運動ニューロンの機能的結合が増強していることがわかった。さらに、対照群や有酸素運動を行なったラットでは赤核の腹外側の電気刺激によってのみ後肢運動が生じたが、スキル運動を行なったラットでは赤核の背内側方向にも後肢運動を誘発する領域が広がっていた。以上の結果から、1型糖尿病ラットにスキル運動を実施した際に観察される運動機能の回復や運動野面積の回復は、赤核脊髄路を傷ついた皮質脊髄路の代償路として利用することによって達成されていることが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 研究計画よりも半年から1年早く、スキル運動が糖尿病モデル動物の運動機能および大脳皮質運動野面積を回復させる機序として、損傷した皮質脊髄路の代償として赤核脊髄路が活性化することを明らかにすることができた。以上の結果より、本研究は予定よりも順調に進捗していると判断している。
Strategy for Future Research Activity	スキル運動が1型糖尿病モデル動物の運動機能を回復させる機序に関する概要についてはすでに明らかにすることができたため、研究計画に従ってスキル運動によって活性化した赤核脊髄路がどの程度、運動機能回復に寄与しているのか解析を進めていく。また、1型糖尿病モデル動物で明らかになった現象が2型糖尿病モデル動物でも同様に生じるのか調べていく。
Causes of Carryover	赤核脊髄路を電気刺激する実験が想定していたよりも順調にデータを集めることができたため、実験に使用する動物や消耗品などの購入数が予定よりも少なくなった。その結果、次年度使用が残った。本研究予算は次年度の試薬などの購入費用に充てる予定である。